微电网仿真试验检测平台
微电网建模仿真研究及平台开发
微电网建模仿真研究及平台开发一、本文概述随着可再生能源的大规模并网和分布式电源的发展，微电网作为一种新型电力系统结构，正逐渐受到全球范围内的关注和研究。
微电网能够将分布式电源、储能装置、负荷和监控保护系统有机整合，形成一个自治、可控、可靠的小型电力系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤岛运行，从而有效提高了电力系统的灵活性和供电可靠性。
本文旨在对微电网的建模仿真研究及平台开发进行系统的梳理和总结，旨在为微电网的研究和应用提供理论支持和实用工具。
本文将首先回顾微电网的发展历程和现状，阐述微电网建模仿真的重要性及其在微电网设计、运行优化和控制策略制定中的应用价值。
随后，将详细介绍微电网建模的基本方法和常用工具，包括基于等效电路的建模、基于详细组件的建模以及基于仿真软件的建模等。
在此基础上，本文将深入探讨微电网仿真平台的关键技术，如多时间尺度仿真、动态特性分析、能量管理与优化等，并介绍相关算法和模型在仿真平台中的实现方式。
本文还将展示一个实际的微电网仿真平台开发案例，详细介绍平台的架构设计、功能模块划分、数据库建立以及用户界面设计等方面的工作。
通过该平台，用户可以方便地进行微电网的稳态和动态仿真，评估不同运行策略下的微电网性能，为微电网的规划、设计和运行提供有力支持。
本文将总结微电网建模仿真研究及平台开发的成果和不足，展望未来的研究方向和应用前景，以期推动微电网技术的进一步发展，为实现电力系统的可持续发展贡献力量。
二、微电网结构与特性分析微电网作为一种新兴的电力供应模式，其结构设计和特性分析是微电网建模仿真研究的基础。
微电网通常包含分布式电源、储能系统、能量管理系统、负荷以及保护与控制装置等多个组成部分。
这些组件通过合理的结构设计，共同构成了一个具有高度自治和灵活性的电力系统。
分布式电源是微电网的核心部分，包括风能、太阳能等可再生能源发电设备，以及柴油发电机等传统能源发电设备。
这些电源能够根据天气和负荷需求的变化，实时调整出力，保证微电网的稳定运行。
直流微电网实验平台监测系统
直流微电网实验平台监测系统摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力行业的发展也有了前所未有的进步。
直流微电网故障的快速检测与切除是提高其运行可靠性的关键，电流差动保护可快速有选择地切除故障，但受短路阻抗影响较大，在高阻抗短路时可能拒动，从而无法切除故障。
文中以环形直流微电网为研究对象，提出基于母线功率变化率的差动保护，由母线两侧功率变化率作为差动量，在区内故障时，母线功率变化率差动值大于动作值，保护动作切除故障线路。
所提方法与短路电流的平方和短路阻抗成正比，可提高故障识别速度与保护灵敏度。
仿真结果验证了所提保护方案具有更好的速动性、灵敏性，提高了环形直流微电网的可靠性和稳定性。
关键词：直流微电网；实验平台；监测系统1 引言能源紧缺和环境保护等问题推动着分布式可再生能源微电网技术的不断进步。
微电网作为一个能够独立产生、消耗、存储及控制电能的运行在中低压网络的小功率发电系统，主要由分布式电源、储能系统、能量转换装置、监控和保护装置、交直流负荷等单元组成，与大电网之间通过静态开关可以实现并网运行或者孤岛运行。
微电网一般分为交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网。
其中，直流微电网作为新的能源结网形式成为新的研究热点。
结构性能上，直流微电网与交流微电网相比，无相位同步、集肤效应、交流损耗、频率稳定性等问题，更加便于与光伏电池、蓄电池、电动汽车等直流电源或直流负载的连接。
运行控制上，直流微电网中只存在有功功率的平衡，无需额外考虑微电网系统的频率、相位、无功功率等问题，不仅降低了微电网的控制复杂程度，而且提高了供电电能质量。
2 监测系统功能需求目标本实验平台主要提供光伏发电监测、风力发电监测、储能（磷酸铁锂、超级电容）监测、电动汽车充放电实时监测、负载监测以及实验平台的整体监测等功能，能够让微电网既能在并网情况下正常运行，也能以“孤岛模式”运行。
2.1 光伏发电监测模块光伏发电监测模块可以对单个微型逆变器进行启停控制，从而实现光伏发电系统的调控。
微电网仿真示范实验室 虚实结合建设方案
微网数字物理混合仿真实验室需求客户想要建立一个微网仿真实验室，希望有一个微网的实时仿真器，能够实时地仿真微网孤岛运行和与主网并网时的运行情况。
整个系统还要兼顾虚实结合，把实验室建设前期已经搭建好的光伏发电与风电系统的实际硬件接入到仿真系统中，构成一个物理数字混合仿真平台。
同时，还希望整个平台有很好的开放性和拓展性，既能帮助进行新能源微网的科研项目，又能够完成学生实验教学的任务，方便后期实验室进行升级和再建。
微网系统拓扑组成与功能为了满足客户对包含新能源微电网的科研需求，远宽能源搭建了如下图所示的微网拓扑。
此微网系统中含有风力发电、光伏发电等分布式可再生能源；也有钒液流(VRB)电池储能系统——在和主电网并网运行时储存能量，在微网孤岛运行时的提供功率支撑；还包括了不同类型的负荷，如普通的居民负荷，以及电动汽车充电负荷等。
在微网系统运行起来后，初始状态是并网运行的。
用户可以将储能、光伏、风机等依次使能，对应地观察各个系统的行为，比如光伏发电系统的最大功率追踪以及风机通过调节系统转速如何实现最大风功率追踪等。
把微网切换到孤岛运行的模式，可以看到在储能系统的功率支援下，微网系统在孤岛运行时如何保持频率和电压的稳定。
当储能系统控制器把微网的频率稳定到50Hz附近后，还可以使用系统主动同步的功能，使得微网和主电网的相位同步，以最小的系统冲击重新并网。
基于StarSim和PXI的实时仿真方案项目选用StarSim+PXI作为微网系统实时仿真的平台，同时利用采集板卡将实际光伏发电与风电系统的电压电流信号采集并输入到微网仿真系统中。
整体的结构如下图所示：实际的硬件照片：总结与展望利用StarSim软件搭建的微网系统，包含了各种新能源系统运行的部分，同时将实际的光伏发电与风力发电设备纳入其中，构成了一个物理数字混合仿真平台。
配合实验室系统中心的组态监控系统，以及用StarSim软件为基础搭建的在线电力电子基础仿真实验平台，使整个微网仿真实验室在微电网运行展示、控制、研究和教学等方面都能发挥很好的功能。
微电网仿真与实验系统I.总体设计
ｓｍｕａｉｎ ａ ｄ ｔｓｉｇ ｓｓｅ ｗ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ，ｕ ｉｇｔｅ ＷＳ Ｃ （ ｓｅｎ Ｓ ｓｅ ｏ ｒｉａｉｇ Ｃｏ ｎ ｉ） 一ｅ ｅａｏ 一 ｉ ｌｔ ｎ ｅｔ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｎ ｓｎ ｈ Ｃ Ｗｅｔｒ ｙｔｍｓＣ ｏｄｎ ｔ ｕ ｃｌ ３ ｇ ｎ ｒｔｒ９ ｎ
（ 上海 交通 大学 国家能 源智 能 电 网（ 上海 ） 研发 中心 ， 海 ２ ０ ４ ） 上 ０ ２ ０ 摘 要 ： 设计 、 学建 模 、 真 等 方 面研 究 了微 电 网仿 真 与 实验 系统 ，在 微 电 网 从 数 仿
模 型 基 础 上 ， 用 美 国 西 部 联 合 电 网 （ ｓ ｒ Ｓ ｓ ｍｓＣ ｏｄｎｔ ｇＣ ｕ ｃ ， Ｃ 采 Ｗｅｔ ｎ ｙｔ ｏｒｉａ ｎ ｏｎ ｉ ＷＳ Ｃ） ｅ ｅ ｉ ｌ ３机 ９ 节 点 系统 作 为 标 准 输 电 网 模 型 ， 合 硬 件 仿 真 实 验 平 台 ， 发 出微 电 网 仿 真 结 开
与 实验 系 统 。 该 系 统 包括 风 力 发 电 系 统 、 伏 发 电 系统 、 网 接 入 系 统 、 拟 输 配 光 并 模
电 系统 、 荷 和 仿 真 实验 平 台 。研 制 的 仿 真 及 实 验 系统 能 够 稳 定 可 靠 运 行 ， 验 证 负 实
实 了模 型 的正 确性 。应 用表 明 ， 系统设 计 合 理 、 能 完善 ， 方 面 性 能 能够 满 足 微 功 各
Ａ Ｍｉｒ ｉ ｉ ｌｔ ｎ ａ ｄ Ｔ ｓ ｉｇ Ｓ ｓ ｅ ｃ ｏ Ｇｒ Ｓ ｍｕａ ｉ ｎ ｅ ｔ ｙ ｔ ｍ Ｉ Ｇｅ ｅ ａ ｓｇ ｄ ｏ ｎ ． ｎ ｒｌ Ｄｅ ｉｎ
Ｘ Ｅ Ｄ ， Ｇ ｕ ｅ Ｘ ａ ， Ａ ｉｎ Ｚ Ａ ＧＭｉ ＪＮ Ｚ ｉｉｎ ／ ａ Ｕ Ｙ － ， Ｕ Ｔ ｏ ｉ ｆ Ｉ ａ， Ｈ Ｎ ｎ Ｑ ｇ， ｌ ｈ－ａ ｊ
e-Labsim产品介绍
e-Labsim 仿真型实验平台简要介绍简述：武汉凌特电子技术有限公司 e-Labsim 仿真型实验平台是一套根据教学的需要，兼顾一般仿真型开放实验室优势，运用先进的虚拟仿真技术，将实际的硬件设备通过虚拟化，在PC 机上实现与硬件相同的功能及操作方式；在此基础上，利用软件上的优势，进行了灵活的扩展与二次开发，并集成多种虚拟仪器的综合的仿真型开放实验平台。
总而言之，e-Labsim 仿真型实验平台是一种虚拟的实验环境和平台，但其又不同于普通的“虚拟实验室”的概念，独有的“仿真引擎”技术，同时应用了当今流行的CSDA 的网络架构及软件架构，实现实验室的创新开放。
一、产品图片注：实验连线界面注：虚拟示波器界面仿真软件界面管理系统界面二、产品架构e-Labsim仿真型实验平台当然也是一种虚拟的实验环境和平台，但其又不同于普通的“虚拟实验室”的概念，为了能做到实验室的开放以及让学生进行创新实践，在产品实现方面，我们主要采取了几个方面的思路和方案：1）建立真实完整的实验对象的数学模型，让学生在虚拟环境下感受到的是真实的实验环境；2）将实验对象按知识体系切割为一个个独立的模块，学生可以按照自己的意愿将各模块以不同的方式进行组合以搭建出不同的功能实体或系统；3）每一个模块的相关参数是可以按照学生的意愿来进行自由调节的；e-Labsim仿真型实验平台主要由六大部分构成，具体如下：1）模块级仿真子系统；2）创新实践子系统；3）教学管理子系统；4）实验子系统；5）虚拟仪器子系统；6）Matlab接口调用子系统；三、产品特色直观的用户界面e-Labsim仿真型实验平台能完整模拟硬件外观以及行为，真正将硬件实验设备的外观及功能全部融入仿真平台，融合通信专业的基础及专业课程，使整个操作界面就像一个完整的个人通信实验室。
所有实验模块和测试设备具有与实际硬件一样的使用感受，使用鼠标就可以轻松完成对模块及设备上的所有开关，旋钮及菜单的操作，操作界面和实验效果与实际设备完全一样。
微电网电气实验室基本组成结构
微电网电气实验室基本组成结构面向各大高校电气实验室及电网科研机构，北京群菱研发生产了用于教学实验研究的智能微电网实验室解决方案。
群菱能源“微电网电气实验室工程全面解决方案”，按照标准化的设计和施工流程、规范化的运作提供高度可靠的实验室建设，包括实验室建筑布局和装修系统、空气调节、通风、给排水、气体供应、电气工程、安全集中监控系统和配套辅助设备、用户培训、维护服务等部分组成。
群菱能源“微电网电气实验室工程全面解决方案”整合了设备供应商、工程承包商及系统集成服务提供商的综合能力，确保实验室系统的安全和规范，用户无需对系统的细节问题作过多考虑，所有工作都将由北京群菱帮助您统一解决。
北京群菱承接各类电气实验室建设与系统集成服务，实验室可以满足以下产品检测：储能变流器、光伏并网\离网逆变器、充电机\充电桩、交直流电能表、调容变压器、微电网产品、直流配网产品。
北京群菱公司具备为以上产品提供鉴定检测与研究实验平台搭建的技术能力与成功经验，提供试验平台的系统集成服务，检测平台操作软件定制开发工作，满足产品型式试验与科研开发。
北京群菱将会在本文内对微电网实验室基本组成结构来进行一一解读。
电力系统动态模拟实验平台能够模拟110kV及以下多个电压等级的含多种分布式电源的配电网，平台系统网架可灵活改变，并能模拟配电网中各种类型故障和运行工况。
配电网物理模拟实验室的建设采用总体规划、分期实施的原则，为新能源研究留有接口。
平台一次设备可模拟10kV电压等级的多条输配电电缆和架空线路、模拟10kV等级变压器、故障模拟系统、模拟无穷大电源系统、模拟静止负荷和旋转电机负荷等，系统特性与原型一致，大小与原型成模拟比例，相互之间功率匹配。
微电网仿真试验研究平台北京群菱的微电网仿真试验研究平台，可以满足交直流混合微电网的关键设备检测、功能性验证试验、能量调度管理及控制策略研究，多个微电网之间的相互影响及调度控制技术研究。
微电网仿真试验研究移动平台，内置有试验设备、检测仪器、控制室，铁锂电池组，已经应用于中国电力科学研究院，移动式可以满足接入到各种现场实施研究试验，可以灵活接入已有分布式发电系统，有针对性开展微电网技术研究。
电力系统虚拟仿真实验平台设计与实现
电力系统虚拟仿真实验平台设计与实现随着科技的进步和电力行业的发展，电力系统的虚拟仿真实验平台应运而生。
这种平台可以模拟真实的电力系统运行环境，通过虚拟仿真技术，对电力系统的运行进行实时模拟和监测，提供有效的实验与培训手段。
本文将详细介绍电力系统虚拟仿真实验平台的设计与实现。
一、设计目标为了满足电力系统的教学和研究需求，电力系统虚拟仿真实验平台应具备以下设计目标：1. 实时仿真：平台能够实时模拟电力系统的各种运行情况，包括电压、电流、功率等参数的计算和显示。
2. 多场景支持：平台应支持各种电力系统的仿真实验需求，包括电力传输、配电、短路、过电压等多种场景。
3. 灵活可调：平台能够根据用户需求进行参数调整，包括电力系统元件的连接方式、参数设置等。
4. 数据可视化：平台具备数据可视化功能，能够通过图表、曲线等方式直观展示电力系统运行结果。
5. 用户友好：平台的操作界面简单直观，用户可以轻松上手，进行实验仿真操作。
6. 可扩展性：平台应具备良好的扩展性，能够根据需求增加新的电力系统场景和功能。
二、平台实现1. 软件选型：平台的设计与实现可以选择使用MATLAB、PSIM等仿真软件进行开发。
这些仿真软件具备强大的仿真能力和用户友好的界面，适合电力系统虚拟仿真平台的开发和实现。
2. 前端设计：平台的前端设计是用户与平台进行交互的界面，应该具备良好的用户体验和友好的操作界面。
界面上可以包括电力系统的拓扑结构、元件的图示、参数的设置和实时模拟结果的显示等功能。
3. 后端开发：平台的后端开发是实现电力系统运行的核心部分。
通过编程语言如Python或MATLAB，可以实现电力系统的计算和数据处理，如节点电流计算、矩阵运算等。
后端开发还可以实现电力系统的仿真参数调整、故障注入等功能。
4. 数据库设计：为了保存和管理用户的实验数据和结果，需要设计数据库进行数据存储和查询。
数据库可以使用MySQL、SQLite等关系型数据库进行设计，并通过编程语言的API进行数据的读写操作。
(完整版)微电网标准体系
微电网标准体系建设微电网在全国范围发展迅速，亟需标准化工作给予技术支撑和规范。
微电网改变了电力系统在中低压层面的结构和运行方式。
与微电网的电网运营企业和设备供应商们熟悉的传统原则受到挑战。
迫切需要国家层面的标准化工作支撑，很多时候我们一些供电原则、保护原则等受到挑战，迫切需要从国家层面标准化工作的支撑，必须要有国标才方便管理层面，甚至政府、法院认可的程度。
微电网的标准体系急需统一的规划和顶层设计，微电网和分布式电源并网涉及发电、电网、用户等多个领域，系统复杂性突出。
需要将微电网作为一个相对独立单元，对相关技术领域开展系统分析。
对不同应用场景下微电网、分布式电源功能进行定位和系统边界区分。
从系统的角度辨识标准缺失和可能出现的重复甚至矛盾的地方，识别亟需制定的标准，制定微电网标准化路线图和标准体系。
这是我们标委会在做的工作。
目前定的标准，包括微网建模及仿真、微网并网、微源接入微网、微网规划设计、微网运行特性测试、微网调试及验收、微网运行维护、微网内发电侧管理、微网内需求侧管理、微网内储能管理、微网保护、微网信息与通讯、微网监控系统功能、微网黑启动、微网运行评价。
在标准领域都有很多工作急需要做，没有这些标准支撑很难形成大规模网站化推广。
针对微电网建设的难题，北京群菱专注于微电网研究试验平台的开发，推出多个微电网实验平台：1.微电网仿真试验研究平台2.微电网监控及能量调度管理系统3.微电网电缆阻抗模拟系统4.多源互补智能微电网供电系统5.开放式交直流电力电子研究与试验平台以上平台均为群菱能源专业设计制造，详细技术方案请联系群菱获取。
试验平台可以满足交直流混合微电网的关键设备检测、功能性验证试验、能量调度管理及控制策略研究、微电网之间的相互影响及调度控制技术研究、微电网储能研究以及风光储科学配比优化研究与高渗透率研究。
群菱能源微电网仿真实验室成功案例：中国电科院“先进配电自动化与配电网优化控制联合实验室”、“电力需求侧管理和智能用电仿真实验室”,中科院电工研究所“多能互补发电系统运行和保护性能测试系统”,国网智能电网研究院“交/直流电网物理仿真试验平台”,河南电科院“智能配电网新能源接入研究平台”,浙江工业大学“智能微电网试验、测试与储能系统”,南昌大学“微电网仿真模拟试验平台”等数十家科研院所，为我国微电网标准体系建设贡献出一份力量。
微电网的仿真与实验系统Ⅱ——建模仿真及实现
２１ ０ １年 １ Ｏ月
实 验
室 研
究
与
探
索
Ｖ ０ ． Ｏ ＮＯ １ １３ ． ０ Ｏｃ ． ２ １ ｔ ０１
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩ ＯＮ Ｎ Ｉ ＬＡＢＯＲＡＴ０ＲＹ
微 电网 的仿 真 与 实验 系统 Ⅱ一 建模 仿真 及 实现
解 大 ， 顾 羽洁 ， 徐 涛 ， 艾 芊 ， 张 明 ， 金之检
（ 上海 交通 大学 国家 能源智 能 电 网（ 上海 ） 研发 中心 ， 上海 ２ ０ ４ ） ０ ２ ０
摘 要 ： 中基 于 美 国 西 部联 合 电 网 （ ｓ ｒ ｙｔ ｓＣ ｏｄｎｔ ｇＣ ｕ ｃ ， 文 Ｗｅｔ ｎ Ｓ ｓ ｍ ｏｒｉａ ｎ ｏｎ ｉ ｅ ｅ ｉ ｌ
以控 制风 力发 电输 出 的有 功功 率 。 随着 电池 技 术
和 电力 电 子 技 术 的 发 展 ， 电 池 储 能 系 统 （ ａ ｅ 蓄 Ｂ ｔｒ ｔｙ Ｅ ｅ ｙＳｏａｅＳｓ ｍ， Ｅ Ｓ 在 电力 系 统 中 的应 用 也 ｎｒ ｔｒｇ ｙｔ Ｂ Ｓ ） ｇ ｅ
得 到 了很 大 促 进 。 因此 ， Ｂ Ｓ 将 Ｅ Ｓ与 风 力 发 电 单 元 相 结 合 ， 仅有 利于减 少风 电场输 出波 动对 电 网的影 响 ， 不 对 风 电场 的有 功功 率输 出进 行 控 制 ， 可 以 改善 并 网 还 风 电场 的稳定 性 问题 。 蓄 电池储 能技 术 是 柔性 交 流 输 电技 术 中 的一 种 ， 其 中风 电场 与 Ｂ Ｓ Ｅ Ｓ单 元 连 接 示 意 图 如 图 ２所 示 。 ＢＳ Ｅ Ｓ主 要 由蓄 电池 组 、 流 器 、 制装 置 和 变压 器 组 换 控 成， 可等 效成 由变 流器 模 型 和 电池 的 电化 学 等效 电路 两部分 。能 量双 向流动 的变 流器可 实 现直流 侧 的蓄 电
电气工程虚拟仿真综合实验平台建设方案
电气工程虚拟仿真综合实验平台建设方案作者：陈晓英孙丽颖任国臣巴金祥程海军来源：《高教学刊》2016年第16期摘要：针对电气工程虚拟仿真综合实验平台的服务对象以及专业培养目标，给出了电气工程虚拟仿真综合实验平台的建设方案，构建了包括发电、輸电、变电、配电、供电环节的综合虚拟仿真实验平台，满足专业转型以及应用型人才培养的需求。
关键词：电气工程；虚拟仿真；实验平台；实训中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）16-0052-02Abstract： According to the service object of synthesized experiment platform for virtual simulation of electrical engineering and professional training objectives， this paper gives construction schemes of comprehensive experimental platform for the electrical engineering virtual simulation， builds an integrated virtual simulation experiment platform， including power generation， transmission， transformation， distribution and power supply， meeting the needs of professional transformation and applied talents training.Keywords： electrical engineering； virtual simulation； experimental platform； training电气工程虚拟仿真实验平台承担着电气工程领域的硕士留学生、硕士研究生、本科生以及专升本等各层次的实践教学工作。
建筑类高校电气专业电力系统虚拟仿真实验平台建设
建筑类高校电气专业电力系统虚拟仿真实验平台建设发布时间：2022-10-27T02:10:55.728Z 来源：《中国教师》2022年第12期作者：郭喜峰，宁一，郑迪，刘美菊，张锐[导读] 由于电力系统实验设备资金投入巨大，电压等级高，场地要求苛刻，并且极具危险性，不便于开展学生动手实验，作为电气工程及其自动化专业的特色实验，如电力系统基础、电力系统分析郭喜峰，宁一，郑迪，刘美菊，张锐沈阳建筑大学辽宁沈阳，110168摘要：由于电力系统实验设备资金投入巨大，电压等级高，场地要求苛刻，并且极具危险性，不便于开展学生动手实验，作为电气工程及其自动化专业的特色实验，如电力系统基础、电力系统分析、发电厂电气等专业课程实验受到了限制，开发电力系统综合虚拟仿真实验教学系统，不但可提高学生的实践认知能力，理解电力系统数据分析与调控，实现实验教学目的，同时能够很好的解决上述电力系统实验的实际问题。
关键词：电气工程；电力实验；虚拟仿真平台一、基于B/S结构的虚拟仿真实验平台构建（一）虚拟仿真实验平台建设思路电力系统实验涉及研究工具大致分两类，即数学模拟和物理模拟。
国内有数值仿真软件如：PSS、BPA、PSASP等；国外有 EMTP、PSCAD/EMTDC等软件[10][11]。
数字模拟具有灵活性好、容易搭建复杂网络等优点，但在直观性方面略显不足[12]，除数学模拟外还有物理模拟。
电力系统动态模拟是一种不完全的物理模拟，这种模拟可以看作是一种具体而微的电力系统。
本项目开发的电力系统综合虚拟仿真实验教学系统，是针对电气工程及其自动化专业的电力实验课程开发的可在网上开展的基于B/S结构的实验教学软件。
使用三维虚拟仿真技术模拟了电力实验中所需实验设备，对发电机、变压器、电动机等都有相应的实物模拟，将它们按给定的接线方式组成模拟系统后，就可以运用表计直接观测其出现的各种物理现象，可模拟实验操作工程，参数变化过程及不同情况下的各种数据分析，提供了电力系统稳态和动态全过程的实验环境，学生可拖拽观看细节，更加便于学生理解现实电力系统，领先于国内相关实验系统。
微电网仿真系统 比肩RTDS仿真硬件在环解决方案
微电网仿真HIL科研平台研究背景随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，在过去的几十年里，电力系统已经发展为集中发电，远距离输电的大型互联网络系统。
但是随着电网规模的不断增大，超大规模电力系统的弊端也日益凸显：成本高、运行难度大，以火电为主的能源结构给环保带来了巨大的压力。
同时，随着用电负荷的不断增加，受端电网对外来电力的依赖程度也不断提高，超大规模电力系统渐渐难以适应用户越来越高的可靠性要求以及多样化的供电需求。
针对这一系列问题与挑战，微电网的概念在本世纪初被提出。
作为新的技术领域，微电网在各国的发展呈现不同特色，我国对微电网的定义为：微电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。
既可以与配电网运行（并网运行），也可以与配电网断开独立运行（孤岛运行）。
为了能满足多种电能质量要求、提高供电可靠性等多方面的需要，微电网的技术研究主要有微电网控制、微电网保护、微电网接入标准、微电源等多方向。
然而，由于微电网的结构灵活、组成成分多样化的特点，传统通过搭建小功率实物系统的方式从其安全性、经济性与科研的灵活性上都受到了很大的考验，而随着仿真建模软件技术与多核CPU、FPGA硬件技术的发展，使用仿真的方式搭建微电网并对其进行研究测试的方式得到了日益广泛的应用。
远宽解决方案利用图形化建模与MT实时仿真平台可以实现微电网的实时运行仿真，平台通过建模的方式去搭建含有新能源节点的微电网系统模型，并通过仿真技术将微电网系统的响应实时模拟出来。
同时，系统可以与微电网能量管理的部分相配合，完成微网系统的闭环控制和调节。
基于实时仿真的微电网研究平台，既有模型搭建与实时仿真的灵活性，又有与相应物理信号构成闭环运行的真实性，同时针对复杂工况、危险实验、测试新型系统结构上有着传统小功率系统无法比拟优势；同时，仿真微网也能够与实际功率系统相结合，实现虚实结合的优势，能够满足用户对于微电网控制、微电网结构、微电网保护等多个方向的研究需求。
电力系统仿真平台的建设与应用
电力系统仿真平台的建设与应用电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，它为人们的生活和工业生产提供了稳定可靠的电力供应。
为了确保电力系统的安全运行和优化运行，电力系统仿真平台应运而生。
本文将介绍电力系统仿真平台的建设与应用，包括平台的概念、建设过程、功能特点以及在电力系统规划、运行和故障分析等方面的应用。
电力系统仿真平台的概念电力系统仿真平台是指利用计算机技术和仿真软件构建的一个模拟电力系统运行状态和行为的虚拟环境。
它可以模拟电力系统各个组成部分（如发电机、变压器、输电线路等）之间的相互作用，以及各种操作和控制策略对电力系统运行的影响。
通过对电力系统进行仿真分析，可以评估不同方案的可行性、优化电力系统运行、预测潜在故障等。
电力系统仿真平台的建设过程数据采集与处理建设一个电力系统仿真平台首先需要收集和处理大量的电力系统数据，包括电力设备的技术参数、电力系统的拓扑结构、负荷数据等。
这些数据可以通过现场测量、数据库查询等方式获取，并经过预处理和清洗，以保证数据的准确性和完整性。
模型建立与验证在电力系统仿真平台中，各个电力设备和系统组成部分需要建立相应的数学模型。
这些模型可以基于物理原理、经验公式或统计方法进行建立。
建立好模型后，需要对其进行验证，即将仿真结果与实际运行数据进行对比，以验证模型的准确性和可靠性。
软件开发与集成电力系统仿真平台的建设还需要开发相应的仿真软件，并将各个模块进行集成。
这些软件可以基于通用的仿真软件平台（如MATLAB/Simulink、PSCAD等），也可以根据具体需求进行定制开发。
在软件开发过程中，需要考虑到用户友好性、计算效率和系统稳定性等因素。
系统测试与优化完成软件开发后，需要对电力系统仿真平台进行全面的测试和优化。
测试过程中需要验证平台的功能完整性、稳定性和可靠性，并对其进行性能优化，以提高仿真效率和用户体验。
电力系统仿真平台的功能特点多尺度仿真电力系统仿真平台可以对电力系统进行多尺度的仿真分析，包括整个电力系统、电力设备和电力系统控制策略等不同层次的仿真。
光储直流微电网控制器硬件在环仿真平台开发
沈 华（１９６３—），男，高级工程师，主要从事配电网自动化研究。
陈葛亮（１９８１—），男，高级政工师，主要从事党建管理、企业文化建设。
林 林（１９７３—），男，高级工程师，主要从事配电网自动化及网络安全研究。
基金项目：国网江苏省电力有限公司科技项目（Ｊ２０１９１０１）光储直流微电网控制器硬件在环仿真平台开发沈 华１， 陈葛亮１， 林 林１， 张晓琳２（１．国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，江苏南通 ２２６０００；２．中国电力科学研究院有限公司，江苏南京 ２１０００３）摘 要：基于ＲＴ ＬＡＢ控制器硬件在环仿真技术，提出了一种多控制器硬件在环的光伏直流微电网仿真平台开发方案。
在半实物仿真平台基础上，基于电感线性离散化方案，将快速模型与慢速模型分别置于ＦＰＧＡ和ＣＰＵ模型进行计算，建立了包含光伏阵列模型、储能电池模型、ＤＣ／ＤＣ变换器模型、电网接口装置模型的多时间尺度半实物仿真模型；构建３套真实控制器与ＲＴ ＬＡＢ仿真器的物理接口电路，实现物理Ｉ／Ｏ接口的信号对接。
通过所建平台模型和物理接口电路对微电网系统进行相关试验，试验结果能充分反映被测系统真实运行特性，验证了所建平台的正确性。
关键词：直流微电网；ＲＴ ＬＡＢ；硬件在环仿真；多仿真步长解耦模型中图分类号：ＴＭ７４３ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５ ８１８８（２０２０）０５ ００６２ ０５ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２０．０５．０１０ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＨａｒｄｗａｒｅｉｎＬｏｏｐＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｎｄＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＤＣＭｉｃｒｏ ＧｒｉｄＳＨＥＮＨｕａ１， ＣＨＥＮＧｅｌｉａｎｇ１， ＬＩＮＬｉｎ１， ＺＨＡＮＧＸｉａｏｌｉｎ２（１．ＮａｎｔｏｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｒａｎｃｈｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＪｉａｎｇｓｕＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｔｏｎｇ２２６０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＲＴ ＬＡＢ，ａｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＤＣｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｔｈｍｕｌｔｉｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥＨＳｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｍｕｌｔｉｔｉｍｅｓｃａｌｅｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｒｒａｙｍｏｄｅｌ，ｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｙｍｏｄｅｌ，ＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｍｏｄｅｌａｎｄｐｏｗｅｒｇｒｉｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｄｅｖｉｃｅｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｒｅｅｓｅｔｓｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｓｂｅｔｗｅｅｎｒｅａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄＲＴ ＬＡＢｓｉｍｕｌａｔｏｒｗｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｉｇｎａｌｄｏｃｋｉｎｇｏｆｐｈｙｓｉｃａｌＩ／Ｏｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｅｌａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｔｅｓｔｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｆｕｌｌｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｒｅａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣｍｉｃｒｏ ｇｒｉｄ；ＲＴ ＬＡＢ；ｈａｒｄｗａｒｅｉｎｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｅｐｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｍｏｄｅｌ０ 引 言近年来分布式新能源发展迅猛，为实现分布式新能源的高效利用，基于分布式光伏、储能等新能源的直流输出特性，直接向直流负载供电，构建局部性的直流供电系统将是一种行之有效的方法，可有效地降低分布式新能源的交直流变换损耗，提高其利用效率［１ ４］。
基于新工科理念微电网仿真实验平台研究
第１３卷㊀第１０期Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．１０㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀２０２３年１０月㊀Ｏｃｔ．２０２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９５－２１６３（２０２３）１０－００９２－０６中图分类号：ＴＭ７４３文献标志码：Ａ基于新工科理念微电网仿真实验平台研究许㊀莹１，郝正航２，李庆生３，陈㊀卓２，韩㊀松２（１贵州电网有限责任公司安顺供电局，贵州安顺５６１０９９；２贵州大学电气工程学院，贵阳５５００２５；３贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵阳５５００２５）摘㊀要：依据电气前沿领域发展趋势及新工科建设要求，本文提出了以电气信息实时仿真器为核心的电力系统新工科实验平台建设方案，将需求分析㊁系统设计㊁镜像仿真和产品定义各个环节全程打通，训练培养学生项目开发能力，梳理贯通多课程的碎片知识；基于智能微电网实验项目教学案例，研究模型搭建㊁离线仿真㊁实时仿真㊁半实物仿真整个流程㊂教学实践证明，该平台可支撑新工科教学电气实验教学模式，对培养学生大工程观㊁工程思维和创新素质有重要意义，是对新型电力系统背景下电气新工科建设的有益探索㊂关键词：新工科教学；半实物仿真；智能微电网实验；电气实验教学Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｂａｓｅｄｏｎｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｃｅｐｔＸＵＹｉｎｇ１，ＨＡＯＺｈｅｎｇｈａｎｇ２，ＬＩＱｉｎｇｓｈｅｎｇ３，ＣＨＥＮＺｈｕｏ２，ＨＡＮＳｏｎｇ２（１ＧｕｉｚｈｏｕＰｏｗｅｒＧｒｉｄＬｉｍｉｔｅｄＬｉａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐａｎｙＡｎｓｈｕｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕ，ＡｎｓｈｕｎＧｕｉｚｈｏｕ５６１０９９，Ｃｈｉｎａ；２ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；３ＰｏｗｅｒＧｒｉｄＰｌａｎｎｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＧｕｉｚｈｏｕＰｏｗｅｒＧｒｉｄＣｏ．，ＬＴＤ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ）ʌＡｂｓｔｒａｃｔɔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｆｒｏｎｔｉｅｒｆｉｅｌｄｓａｎｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｏｒａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｎｅｃｔｓａｌｌａｓｐｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｄｅｍａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｉｍａｇｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ．Ｉｔｈｅｌｐｓｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｏｃｏｍｂｉｎｅｆｒａｇｍｅｎｔｅｄｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｃｏｕｒｓｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｃａｓｅｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｉｃｒｏｇｒｉｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｏｄｅｌｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｏｆｆｌｉｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｅｍｉ－ｐｈｙｓｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅｏｆｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅａｃｈｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｃｏｎｃｅｐｔｏｆｌａｒｇｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｌｏｇｉｃａｎｄｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄｉｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｎｅｗｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｎｅｗｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅａｃｈｉｎｇ；ｈａｒｄｗａｒｅ－ｉｎ－ｔｈｅ－ｌｏｏｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｍａｒｔｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ基金项目：第二批国家级新工科研究与实践项目（Ｅ－ＮＹＤＱＨＧＣ２０２０２２２７）㊂作者简介：许㊀莹（１９９７－），女，硕士，主要研究方向：电力系统及其自动化；郝正航（１９７２－），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统实时仿真；李庆生（１９７０－），男，学士，高级工程师，主要研究方向：主动配电网；陈㊀卓（１９８０－），女，博士，教授，主要研究方向：电力系统稳定与控制；韩㊀松（１９７８－），男，博士，教授，硕士生导师，主要研究方向：交直流电力系统分析㊂通讯作者：郝正航㊀㊀Ｅｍａｉｌ：ｈａｏｚｈｅｎｇｈａｎｇ＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０２２－１０－２７０㊀引㊀言随着 碳达峰㊁碳中和 国家能源战略目标的提出，能源转型力度持续加大，逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面，新型电力系统将在很长时期成为电气学科确定无疑的前沿领域［１］㊂新型电力系统以分布式㊁集中式新能源为主，大量新能源的接入使发电系统变得不可控，用户负荷预测准确性下降，严重影响了电力系统的稳定［２］㊂同时，新型电力系统在技术领域呈现出电气㊁自动化㊁通信等新技术高度融合的趋势［３］㊂因此电力系统构建以新能源为主体的新型电力系统，必然造成传统电力系统技术领域的深刻变革，客观上也要求电力系统学科必须做出重大调整，相应的教学科研活动和人才培养方式也必须适应新的要求㊂１㊀电气新工科的提出未来电气领域更加强调从业人员的知识全貌㊁整体素质和创新实践能力，更加注重电力电子㊁信息技术和新能源技术㊂然而，电力行业数十年稳定体制和技术范式形成了该专业人才培养的固定模式，既有的课程体系和实践环节已经无法适应产业需求，高校人才培养与国家战略需求脱节问题突出［４］㊂对于电气类新工科而言，面向新型电力系统的技术体系和发展趋势，开展教学及实践环节改革，正是对新工科内涵的响应和落实［５］㊂当前基于传统电力系统的实践教学，教学对象局限于传统能源及传统输配电网，实验手段和实验项目单一陈旧［６］㊂虽然有高校已开展新能源发电等相关课程，但缺乏规范化㊁系统性可以支撑理论教学的实验平台［７］㊂有些演示型实验平台，由于实验内容固定，实验项目缺乏可拓展性，实验教学缺乏深度，与实际产业脱节［８］㊂现有的操作型实验平台，无法支持探索性实验，限制了学生的想象空间，不利于创新素质和动手能力的培养［９］㊂根据新工科内涵建设要求，本文提出了新型电力系统下实验平台的研制路线，力求在教学方式上对接产业场景，科学浓缩产业流程后对接课堂㊁实验室，既联系生产实际又避免简单照搬和移植㊂基于该实验平台，学生可以经历产品研发的全过程，克服了脱离产业的诟病，实现产㊁研㊁教高水平融合㊂同时结合项目化教学案例，形成新工科创新实践新模式，对于培养适应新型电力系统发展的工程技术人才具有重要价值和示范效果㊂２㊀实验平台建设方案２．１㊀总体架构新型电力系统技术前沿表现为新能源发电并网㊁智能微电网㊁柔性配电网等领域㊂实验平台总体架构设计紧紧围绕趋势性热点领域，设计数字化研究对象，在此基础上设计实验项目和教学案例㊂实验平台包括上位机㊁电气信息实时仿真器（ＵＲＥＰ３００）㊁实际工业装置㊁可编程工业装置等，整体架构如图１所示㊂其中，电气信息实时仿真器为该平台核心仪器，系本校自主研制的大型教学科研设备，是对进口设备的国产化替代，结合嵌入式开发平台承载实验模型的实时运行；实际工业装置为控制和保护的标准化物理装置，其软件已经固化；可编程工业装置提供学生自由开发和实验的空间，支持自由的软件定义，并与实际工业装置比对效果；监控界面用于显示实验模型的运行状态㊂仿真模型监控界面显示器可编程工业装置电气信息实时仿真平台实际工业装置新型电力系统实验平台U D P/I P储能系统风力发电系统光伏系统充电桩图１㊀实验平台整体架构Ｆｉｇ．１㊀Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍ２．２㊀实验平台的核心硬件实验平台的核心硬件为电气信息实时仿真器，其仿真执行进度和实际时间严格对应，用于教学实验，可使实践课程更加贴合产业实际㊂电气信息实时仿真器由多核ＣＰＵ插件㊁输入输出接口板㊁嵌入式硬件开发平台㊁教学案例包和监控软件等部分组成㊂平台中基于ＦＰＧＡ的嵌入式模块具有高效的网络求解器，可求解复杂电气网络㊂软件平台支持Ｃ代码移植与编译，结合平台硬件形成闭环，实现各种应用场景的实时仿真和半实物仿真㊂上位机与仿真机进行实时数据交互，实时运行由图形化仿真模型编译的代码，用多核心多ＣＰＵ的高效并行技术，计算效率和仿真规模能够支持当前和未来新能源电力系统发展需要㊂平台最小仿真步长２０mｓ，可模拟新型电力系统的复杂电磁暂态行为，提升电网全电磁暂态建模效率㊂实际工业装置在实际电网中用作微机保护㊁测量控制及系统优化等㊂实际工业装置介入实验系统，可以更好的体现与产业的融合，更加接近现实中的配电网及微电网装备，对于教学科研和实训实习具有重要价值㊂实际工业装置屏柜包括低压保护测控装置㊁中高压保护测控装置㊁现场数据接口等子系统㊂实时仿真器通过实际Ｉ／Ｏ设备与实际工业装置连接，实现快速控制仿真㊂实际工业装置的硬件主处理器模块基于多核ＣＰＵ和ＦＰＧＡ架构设计，确保即便由单个处理器模块构成的低压保护及测控设备，同样具有强大的处理能力，以实现其需要的控制保护及通信功能㊂３９第１０期许莹，等：基于新工科理念微电网仿真实验平台研究为了使该平台具有更大的灵活性，支撑各种实验模式和实验项目，可编程工业装置采用与实际工业装置类似的硬件配置，但其软件可以灵活修改，给研究者和学习者更大的使用空间，发挥实验平台最大效益㊂可编程工业装置的硬件采用多核ＣＰＵ架构设计，具有较强的数据处理能力，满足各种应用场景，甚至较为苛刻的需求㊂３㊀实验平台应用３．１㊀新工科实验模式新工科内涵强调实践能力，实践能力的培养是全面而非局部的，是逻辑关联的而非碎片化的［１０］㊂新工科电气实验平台围绕新工科内涵要义，结合新型电力系统产业需求和技术发展方向，创建新工科实验模式㊂在产业需求方面，新型电力系统电源运维㊁电网运维㊁电气制造及试验研发等领域都给新工科人才赋予了新的要求，因此实验教学需要涵盖‘新能源发电技术“㊁‘智能配电网“㊁‘智能微电网“㊁‘电力电子技术“等课程，满足实际产业的人才需求㊂在技术前沿方面，新型电力系统建设涵盖交叉学科知识，信息通信技术㊁嵌入式开发与应用等领域的技术前沿㊂实验平台在清洁能源㊁智能电网㊁智能制造㊁综合能源等领域开展产业化实验与研究，通过信息物理融合，结合产业研发方式，串联打通碎片化知识，贯彻工程思维㊁问题导向㊁产品导向，让学生经历电气自动化装备先进研发模式和整个流程，新工科实验模式如图２所示㊂电气与电子机电系统通信系统嵌入式系统系统设计实时仿真1∶1开始需求分析符合要求优化迭代在环分析代码验证硬件开销指标验证功能验证定义产品通信协议接口规范代码移植硬件方案结束图２㊀新工科实验模式Ｆｉｇ．２㊀Ｎｅｗｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｏｄｅｌ㊀㊀（１）对创新型实验或研发项目开展需求分析，弄清楚项目的实际需求和指标要求，制定总体实施方案；（２）开展系统设计，包括电气与电子㊁机电系统㊁通信系统㊁嵌入式系统等设计内容，此环节可训练学生解决复杂工程问题的能力；（３）针对第二步的系统设计，开展１：１实时仿真，此环节的作用在于验证基本功能㊁技术指标和软件代码，同时评估硬件开销；（４）进行产品设计，确定硬件方案并设计产品硬件部分，接口规范和通信协议应符合相关标准，通过代码移植技术加载软件㊂在此基础上，通过环仿真分析和优化迭代，进一步完善设计成果，直至完全符合要求㊂基于这种模式，学生和教师还可以开展面向新型电力系统多个方向㊁不同层次的创新课题，快速抓住学科发展的先机，推动教学和科研水平同步提升㊂３．２㊀案例设计以智能微电网为例，基于该平台开展项目化教学㊂智能微电网拓扑如图３所示，由７５０Ｖ直流微电网㊁３８０Ｖ交流微电网与一条３８０Ｖ馈线构成㊂其中，交流微电网主要由蓄电池系统㊁直驱风力发电系统㊁交流负载与直流负载构成；直流微电网主要由蓄电池系统㊁光伏发电系统与直流负载构成；两个微电网通过联络变流器连接，互为备用㊂联络P C S380V 馈线K 1K2K3A C /D C B A T 1D C _L D 1A C _L D 1W T D C _L D 2A C _L D 2B A T 2A C /D CA C /D CA C /D C 380V 交流微电网750V 直流微电网A C /D C /A C D C /D C D C /D C D C /D C D C /D CB A T 3P V 1B A T 4D C _L D 3P V 2图３㊀智能微电网拓扑图Ｆｉｇ．３㊀Ｓｍａｒｔｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｔｏｐｏｌｏｇｙ㊀㊀实践教学步骤：（１）离线仿真㊂实验平台支持ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建模，建模环境为图形化界面，涵盖各种电气设备及元件，一次及二次装备均可数字化模拟㊂学生根据微电网拓扑图通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建离线仿真模型，如图４所示㊂根据实验需求编写交４９智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀流微电网同期并网程序和有功无功控制策略㊁直流微电网的并网程序及功率控制策略㊁微电网能量管理软件和优化计算程序㊁交流微电网孤岛运行时电压和频率控制系统㊁直流微电网孤岛运行时电压稳定控制系统㊂学生可以掌握基本原理，对系统拥有整体概念及认知㊂图４㊀智能微电网仿真模型Ｆｉｇ．４㊀Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄ㊀㊀（２）实时仿真㊂上位机离线仿真达到预设目标后，将仿真模型编译后下载至电气信息实时仿真器中开展实时仿真，不间断运行４８小时以上且结果正确，则认为实时仿真验证通过，同时记录ＣＰＵ硬件开销情况㊂电气信息实时仿真器面对新型电力系统的 双高 特点，可通过详细的电磁暂态和机电暂态仿真分析电网各种动态特征，评估和优化技术方案，验证控制策略，辅助新型电力系统设计与集成㊂（３）半实物仿真㊂基于可编程工业装置，将并网控制模块㊁交直流微电网控制模块㊁协调控制模块等控制模型转换为代码移植到嵌入式开发平台运行，通过调试达到与步骤二相同的效果，此步骤体现了控制器的物理实现，具有显著的教学示范效果㊂同时仿真器配备大量Ｉ／Ｏ口，通过Ｉ／Ｏ板与控制对象连接，验证算法的可靠性和准确度，提高系统开发效率，同时遵循了当前国际主流研发流程，使课堂教学主动对接国际标准㊂此外，还可以将智能微电网仿真实验监控界面的设计纳入本科教学项目，增强实践效果展示，如图５所示㊂图５㊀智能微电网仿真实验监控界面Ｆｉｇ．５㊀Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｉｃｒｏ－ｇｒｉｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅ５９第１０期许莹，等：基于新工科理念微电网仿真实验平台研究㊀㊀（４）对比可编程工业装置与实际工业装置的运行效果，当二者达到完全一致时，认为整个实验流程成功完成㊂通过以上４个步骤，学生经历了产品开发的全过程，可初步培养学生的系统集成能力和研发能力㊂３．３㊀效果分析（１）交直流微电网并网模式下参数设置见表１㊂ＵＡＣ为交流微电网额定电压，ＵＤＣ为直流微电网额定电压㊂联络变流器工作模式为恒功率模式，１０ｓ时给定功率由１５ｋＷ变为３５ｋＷ㊂直流侧储能系统ＢＡＴ３为直流微电网提供电压支撑；交流侧储能电池工作模式为恒功率模式，只进行功率交换㊂在１５ｓ时直流可调负载Ｐ＿Ｌｏａｄ３由５０ｋＷ变为７０ｋＷ㊂并网运行结束后各模块功率如图６所示㊂表１㊀并网运行系统基本参数设置Ｔａｂ．１㊀Ｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｙｓｔｅｍ储能１直流负荷１交流负荷１风机直流负荷２交流负荷２储能２１００ｋＷ３０ｋＷ１ｋＷ１０９ｋＷ３０ｋＷ１ｋＷ－１００ｋＷ储能３光伏１储能４直流负荷３光伏２ＵＡＣＵＤＣ电压控制３８ｋＷ１６ｋＷ可调负载３８ｋＷ３８０Ｖ７５０ＶP _L o a d 3P _B a t 3P _A c /D c P _A c1086420-2-4-6-8024681012141618时间/s模块功率/104W图６㊀并网运行结束后系统各模块功率Ｆｉｇ．６㊀Ｐｏｗｅｒｏｆｅａｃｈｍｏｄｕｌｅａｆｔｅｒｔｈｅｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ㊀㊀由图６可知联络变流器功率Ｐ＿Ａｃ／Ｄｃ在１０ｓ时由１５ｋＷ变为３５ｋＷ；１０ｓ时公共电网Ｐ＿Ａｃ吸收功率由６１ｋＷ变为８１ｋＷ，等于联络变流器给定功率差值；１０ｓ时直流储能系统放电功率Ｐ＿Ｂａｔ３由５ｋＷ变为２５ｋＷ，１５ｓ时放电功率为由２０ｋＷ变为４５ｋＷ，可见源㊁网㊁储各元件功率变化均符合调节预期㊂系统并网运行结束后直流母线电压如图７所示，可知在上述功率调节及负荷突变下，直流电压能够稳定在７５０Ｖ左右㊂1100100090080070060050040024681012141618时间/s直流电压/V图７㊀系统并网运行结束后直流母线电压Ｆｉｇ．７㊀Ｄｃｂｕｓｖｏｌｔａｇｅａｆｔｅｒｔｈｅｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ㊀㊀直流微电网反馈给公共电网的功率与联络变流器给定功率相同，联络变流器控制系统实现了恒功率控制㊂当联络变流器给定功率增加，直流可调负载消耗电量增加时，直流储能系统合理调整工作模式，为直流微电网提供电压支撑，直流微电网系统电压维持在７５０Ｖ，储能系统控制模式实现了对直流微电网的电压控制，使整个系统的能量流动处于动态平衡㊂㊀㊀（２）交直流微电网孤岛模式下参数设置见表２㊂联络变流器工作模式为Ｖ／Ｆ恒压恒频㊂交直流微电网储能系统设置与并网运行时相同㊂表２㊀孤岛运行系统基本参数设置Ｔａｂ．２㊀ＢａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｉｓｌａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍＢＡＴ１ＤＣ＿ＬＤ１ＡＣ＿ＬＤ１ＷｉｎｄＤＣ＿ＬＤ２ＡＣ＿ＬＤ２ＢＡＴ２１００ｋＷ３０ｋＷ１ｋＷ风速３０ｋＷ１ｋＷ－１００ｋＷＢＡＴ３ＰＶ１ＢＡＴ４ＤＣ＿ＬＤ３ＰＶ２ＵＡＣＵＤＣ电压控制３８ｋＷ１６ｋＷ５０ｋＷ３８ｋＷ３８０Ｖ７５０Ｖ㊀㊀孤岛运行系统各模块功率如图８所示，可知光伏发电系统稳态功率Ｐ＿Ｐｖ为３８ｋＷ㊂６ｓ时风力发电系统风速由８ｍ／ｓ增加至１０ｍ／ｓ，风力发电系统发出功率Ｐ＿Ｗｉｎｄ由７７ｋＷ增至１４８．６ｋＷ，同时直流储能系统６ｓ时充电功率由２４ｋＷ变为９３ｋＷ，储能系统增加的充电功率近似等于风力发电系统出力差值；１４ｓ时风速由１０ｍ／ｓ变为６ｍ／ｓ，Ｐ＿Ｗｉｎｄ由１４８．６ｋＷ减少至３２．５ｋＷ，同时直流储能系统由充电状态变为放电状态，放电功率２１ｋＷ，此时储能系统充放电功率的差值近似等于风力发电系统减少的功率㊂系统孤岛运行时６ｓ㊁１４ｓ的交流电压如图９所示，风速变化时，交流电压稳定在３８０Ｖ左右㊂６９智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀系统孤岛运行结束后直流母线电压如图１０所示，电压维持在７５０Ｖ㊂1.51.00.50-0.5-1.024681012141618时间/s模块功率/105WP _P v P _B a t 3P _D c P _Wi n d图８㊀孤岛运行系统各模块功率Ｆｉｇ．８㊀Ｐｏｗｅｒｏｆｅａｃｈｍｏｄｕｌｅｉｎｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｉｓｌａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ3002001000-100-200-3005.855.905.956.006.056.106.156.2013.8513.9013.9514.0014.0514.1014.1514.20时间/s交流电压/V 图９㊀孤岛运行时６ｓ、１４ｓ的交流电压Ｆｉｇ．９㊀Ａｃｖｏｌｔａｇｅｏｆ６ｓａｎｄ１４ｓｗｈｅｎｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｉｓｌａｎｄｉｓｒｕｎｎｉｎｇ1100100090080070060050040024681012141618时间/s模块功率/105W图１０㊀系统孤岛运行结束后直流母线电压Ｆｉｇ．１０㊀Ｄｃｂｕｓｖｏｌｔａｇｅａｆｔｅｒｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｉｓｌａｎｄｓ㊀㊀孤岛运行时交流微电网出现功率缺额或盈余时，通过联络变流器反馈给直流微电网，联络变流器为交流微电网提供电压支撑，交流电压稳定在３８０Ｖ左右，满足实验要求㊂同时直流储能系统为直流微电网提供电压支撑，直流电压稳定在７５０Ｖ㊂㊀㊀综上，在该实验项目中，学生经历了电气主系统离线建模和实时仿真平台搭建过程，开发了联络变流器控制器㊁风机及光伏并网控制器㊁储能控制器等自动化装置，并以样机的形态实时在环运行，看到了正确运行效果和调节效果，全程体验了研发型创新实验的过程㊂４㊀结束语本文提出新型电力系统下新工科教学实验平台，综合运用实时仿真㊁快速控制原型㊁硬件在环等多种手段，开发精益化项目案例，用于全程体验式创新实践教学㊂该实验平台在项目内容安排上突出了对新型电力系统的全面支撑，在实验模式设计上，体现了新工科内涵对创新性实践教学的要求㊂参考文献［１］陈国平，李明节，许涛，等．关于新能源发展的技术瓶颈研究［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１７，３７（１）：２０－２７．［２］梅林，孙玲玲，钟嘉庆，等．新工科背景下电力系统综合实验教学改革［Ｊ］．实验室研究与探索，２０２１，４０（８）：１４５－１４９，１５８．［３］周孝信．以互联网思维审视和改变传统电力系统［Ｊ］．电气应用，２０１９，３８（７）：４－８．［４］胡蔓，曹利华，刘健，等．新工科背景下高校工程训练中心建设探索与实践［Ｊ］．实验室研究与探索，２０２１，４０（５）：１５４－１５７，１９６．［５］钟登华．新工科建设的内涵与行动［Ｊ］．高等工程教育研究，２０１７，１６４（３）：１－６．［６］江岳文，江新琴．含 风–光–氢–燃–储 的混合多能源系统实验平台设计［Ｊ］．实验技术与管理，２０２１，３８（５）：２０－２５．［７］姚志树，周云龙，胡国文，等．电气与新能源综合实验教学中心建设探究［Ｊ］．实验室研究与探索，２０１５，３４（１１）：１４０－１４４．［８］袁小平，娄承芝，田浩，等．新能源利用综合演示实验平台研制［Ｊ］．实验技术与管理，２０１７，３４（１）：９８－１０３．［９］顾佩华．新工科与新范式：概念㊁框架和实施路径［Ｊ］．高等工程教育研究，２０１７，１６７（６）：１－１３．［１０］姜晓坤，朱泓，李志义．新工科人才培养新模式［Ｊ］．高教发展与评估，２０１８，３４（２）：１７－２４，１０３．（上接第９１页）［７］吕秀品，李林，陈洁，等．大学物理实验虚拟仿真教学平台的建设与教学体会［Ｊ］．大学物理实验，２０２０，３３（４）：１１４－１１６．［８］王吉秀，李祖然，湛方栋，等．土壤－生态综合实验课程虚拟仿真教学体系构建与实践［Ｊ］．智慧农业导刊，２０２３，３（５）：９９－１０２．［９］杨庆，龚彬，俞翔，等．断路器虚拟仿真教学系统的设计和应用［Ｊ］．中国现代教育装备，２０２３，４０５（５）：３６－３８．７９第１０期许莹，等：基于新工科理念微电网仿真实验平台研究。
基于RTDS的微电网协调控制器仿真测试研究
2 协调控制器
协调控制器使用自主研发的微电网协调控制 装置，如图 2 所示。其具有一键式启停、一次调频及 备用电源等功能。
图 2 协调控制器 Fig. 2 Coordination controller
文章编号：1009-1831（2021）04-0051-05
中图分类号：TM715；TK018
文献标志码：A
DOI:10. 3969 / j. issn. 1009-1831. 2021. 04. 010
基于 RTDS 的微电网协调控制器仿真测试研究
罗 飞 1，王晨清 1，郑明忠 1，杨 毅 1，许佳佳 2，易文飞 1， 卜强生 1，高 磊 1，袁宇波 1
coordinated controller on the project site. Key words：RTDS；micro grid；modeling；communication
networking scheme；simulation test
0 引言
协 调 控 制 器 是 微 电 网 的 指 挥 中 枢 ，有 着 灵 活 控 制 电 力 血 液 流 动 的 功 能［1］。 目 前 ，微 电 网 协 调 控 制 器 还 处 在 实 验 室 开 发 研 究 阶 段 ，尚 未 实 现 大 规 模 工 程 应 用［2］，关 于 微 电 网 协 调 控 制 器 的 研 究 较 少 。 文 献［3］为 完 善 储 能 协 调 控 制 器 的 测 试 方 法 和 手 段 ，搭 建 了 储 能 协 调 控 制 器 检 测 平 台 ，但 该 平 台 仅 能 实 现 信 号 对 点 和 模 拟 量 采 集 功 能 ，不 能 对 储 能 系 统 进 行 详 细 仿 真 。 文 献［4］为 研 究 大 规 模 储 能 电 站 的 拓 扑 、参 数 及 控 制 策 略 ，基 于 Simulink 搭 建 了 储 能 电 站 模 型 ，但 该 模 型 不 能 实
智能微电网虚拟仿真实验系统
●产品介绍
智能微电网是指由分布式能源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型配电系统,是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。
本软件主要以智能微电网为对象,通过三维场景和DcS画面模拟微电网的工作原理和操作流程,通过数据和曲线实时显示主要参数,模拟发电并离网技术,通过模拟设置故障来实现故障判断和检修操作,学习有功调控策略、无功电压协调控制策略、安全稳定控制保护策略。
●教学与实训内容光伏发电原理及控制并离网控制及操作
无功电压协调控制策略风力发电原理及控制故障判断和检修
安全稳定控制保护策略储能发电原理及控制有功调控策略。
基于实时数字仿真的微电网数模混合仿真实验平台
基于实时数字仿真的微电网数模混合仿真实验平台刘一欣;郭力;李霞林;王成山【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(000)002【摘要】研究了基于RTDS的微电网运行和综合监控系统数模混合仿真实验平台，主要包括RTDS实时数字仿真系统、分布式电源控制系统和微电网运行与综合监控系统（EMS/SCADA）三部分。
RTDS实时数字仿真系统对微电网中的网络结构、各分布式电源和负荷的主回路电气部分和相应控制系统进行实时数字仿真模拟，并通过相应模拟量和数字量的输入输出接口与外部分布式电源控制系统和微电网综合监控系统进行实时数据交互，实现软件和硬件结合的闭环仿真。
最后基于该方法，搭建了针对风柴储独立微电网系统的数模混合仿真实验平台，可对微电网协调控制策略和能量管理策略等关键技术进行有效验证。
【总页数】11页(P82-92)【作者】刘一欣;郭力;李霞林;王成山【作者单位】智能电网教育部重点实验室天津大学天津 300072;智能电网教育部重点实验室天津大学天津 300072;智能电网教育部重点实验室天津大学天津300072;智能电网教育部重点实验室天津大学天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TM74【相关文献】1.基于实时仿真的功率连接型数模混合仿真技术研究 [J], 安然然;赵艳军;盛超;陈迅;张远2.基于NI-PXI微电网多模式数模混合仿真平台的设计与实现 [J], 李光辉;何国庆;郝木凯;孙艳霞;闫博3.沉浸式硬件在环的微电网虚拟现实仿真实验平台 [J], 王宝华;程路4.智能微电网虚拟仿真实验平台设计与实现 [J], 宋关羽; 王智颖; 李鹏; 于浩; 吴爱军5.直流微电网信息物理系统实时仿真实验平台 [J], 陆玲霞;万克厅;于淼;齐冬莲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微网协同半物理实时仿真实验平台建设设计方案
微网协同半物理实时仿真实验平台建设设计方案1引言在构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下，将有大量的多元分布式源网荷储资源接入，形成不同规模的微型电网；分布式电源具有随机性、波动性，电动汽车、储能装置等分布式源荷资源具有强交互性；如何更高效地协调微电网内部源荷资源产出与消纳，实现区域内部的自平衡，对于保障电网安全稳定运行尤为重要。
为此，本文提出一种微电网协同半物理实时仿真实验方案，开展微电网协同规划优化运行方案研究，对协同规划运行的典型模式和合理机制进行分析与实证，提供更具安全性、可靠性、实用性的微电网协同规划优化运行方案，实现电网-分布式电源-柔性符合的协同控制，提高电网运行经济性。
2必要性分析2.1提高可再生能源消纳能力由于现阶段电能还不能够被大量地存储，高渗透率的分布式源网荷储资源接入电网后，需要即发即用，使电力系统保持动态平衡；如果没有相应容量的电力负荷，只能通过弃电方式保持系统内自平衡。
为了提高可再生能源的利用率，有必要采用相应的协同控制手段，调整配电网中可控柔性负荷的用能计划，提高配电网对可再生能源消纳能力。
2.2提高电网资产利用率受季节性变化、周期性变化、节假日等时间因素的影响，用电负荷变化大，造成电网资产利用率偏低，主动配电网中可调控资源增多后，有必要通过电网-分布式电源-柔性负荷的协同控制，提高谷时用电，降低峰时用电，从而降低峰谷差，提高电网资产利用率。
2.3提高电网运行经济性多元分布式源网荷储资源的接入使电网出现了大量的电力电子器件，电网的电压水平和无功潮流受到了很大的影响，有必要通过含分布式电源的配电网运行方式的调整和无功优化技术的应用，降低配电网损，提高配网运行经济性。
3设计方案本文提出的微网协同半物理实时仿真实验平台包括微电网实景验证平台、RT-LAB半物理实时仿真系统、微电网能量管理系统、微电网协同控制器以及实验平台展示系统。
首先，搭建具有光伏、风电、储能、充电桩的多元分布式源网荷储资源的微型电网实景环境；其次，在实验室建立半物理实时仿真实验平台，形成风光储充一体化微电网实际验证平台，实现对微电网协同规划运行方案的仿真与分析；同时，通过微电网能量管理系统，实现对微电网区域内的源网荷储资源的管理与控制；另外，通过实验平台展示系统，实现对仿真结果和操作控制过程的展示。
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微电网仿真试验研究平台
微电网是由各类分布式发电系统、储能系统和负荷等组成的可控型微型电力网，为了满足负荷的不断增长和消除分布式能源接入的不利影响，而在传统配电网基础上发展而来的。
目前微电网的研究工作也正处于迅速发展的时期，微电网仿真试验是微电网开展研究工作必备手段。
北京中电建投的微电网仿真试验研究平台，可以满足交直流混合微电网的关键设备检测、功能性验证试验、能量调度管理及控制策略研究，多个微电网之间的相互影响及调度控制技术研究。
北京中电建投的微电网研究试验移动平台，内置有试验设备、检测仪器、控制室，铁锂电池组，已经应用于中国电力科学研究院，移动式可以满足接入到各种现场实施研究试验，可以灵活接入已有分布式发电系统，有针对性开展微电网技术研究。
微电网仿真试验研究平台的主要作用与功能：
1.研究微电网相关技术与关键设备，满足微电网关键设备入网检测与功能性验证；
2.开展微电网规划研究、架构研究与配置研究，控制消除分布式发电系统对配电网的影响；
3.研究微电网相关控制技术与控制算法、交直流混合微电网多种控制策略研究；
4.研究交直流混合微网仿真运行，直流母线微电网与交流母线微电网并联/独立运行模式以及控制策略技术研究；
5.能量管理与调度控制的研究，微电网储能研究、风光储科学配比优化研究与高渗透率研究。
群菱生产并具备有以下产品的核心技术：
1.风力发电机模拟器：可以模拟双馈或直驱风力发电机组并网接入特性，满足控制策略研
究及功能验证
2.柴油发电机模拟器：工作时无需加柴油，无噪声，不排废气，是研究柴油发电机组接入
微电网的必备
3.电缆阻抗模拟装置：模拟各类电缆长度的阻抗特性，是研究新能源并网接入、继保控制
程序开发必配
4.短路故障模拟装置：可以模拟相相短路故障、相地短路故障，短路电流可选择
5.非线性负荷模拟装置：满足非线性负荷、谐波负荷、冲击负荷的模拟，加载时间与负荷
曲线可以预先设定
6.可编程交流负载：各种交流负荷模拟，共有21个标准产品RLC负载、RCD负载、RL
负载、RC负载可供选择, 负荷曲线及加载时间可以预先设置并自动运行
7.可编程直流负载：可以精确模拟直流负荷特性，负荷曲线及加载时间可以预先设置并自
动运行，直流负荷全工况模拟
8.谐波闪变测量阻抗模拟系统：提供符合IEC61000-3-3、IEC61000-3-11 、VDE4105
（30°、50°、70°、85°）标准要求的不同阻抗值
9.保护时间自动测量仪：应用于各种电气实验室，过欠压、过欠频、并离切换时间自动测
量，直接显示
10.微电网中央控制器：具备完善的微电网多目标优化控制、协议转换、数据采集、测量、
保护、控制与监视功能，是一款开放的控制器，可以通过软件手动配置实现任意添加于删除所要控制设备
11.微电网监控及能量调度管理系统：组态灵活，具有可维修性和可扩充性与稳定性，并网
/离网切换管理
12.其他具备技术优势产品服务：电池模拟器、光伏模拟器、电网模拟器、燃气机发电模拟
器、谐波发生器、有源滤波器APF、DC/DC模块、可快速改变拓朴结构的组态柜、试
验数据自动记录及采集仪器、试验平台的系统集成服务等。